• 한국방재학회 논문집
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• 제7권5호
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• pp.73-78
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• 2007

전세계적으로 지구온난화와 기상이변으로 인한 인명과 재산의 피해는 해마다 증가하고 있으며, 최근 한반도의 기후와 기온은 지구평균치보다 큰 변화가 일어나고 있다. 지구전체기상모형(Global Climate Model 또는General Circulation Model GEM)보다 고해상도의 모의가 가능한 지역기상모형(Regional Climate Model RCM)은 기후 변동, 변화 및 그 영향과 관련된 여러 문제들을 파악하는데 사용된다. 이러한 기상모형을 위한 기존 입력자료들의 가용성, 정확도, 그리고 일관성의 결여로 인하여 제한되고 있는 모형의 예측능력 향상을 위해 새로운 지표경계조건들(Surface Boundary Condition SBC)의 필요성이 요구되고 있다. 따라서, 정확도 높은 측정자료의 확보와 과학적 근거에 의한 자료선택 및 결측보정이 새로운 지표경계조건 구축에 선결조건이 되어야 한다. 이 연구의 목적은, 기상방재 수립을 위한 아시아 지역기상모형에 필요한 정확도 높은 지표경계조건 자료를 구축하는데 있다. 산정된 지표경계조건들은 30km 크기의 격자망으로 구성된 한반도를 포함한 아시아 지역기상모형의 계산망에 대해 구축되어, 이 지역의 기상 및 수문 예측모의를 위한 다른 분포형모형들의 입력자료로도 사용이 가능하다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.599-599
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• 2015

최근 지구온난화로 인한 기후변화로 자연재해의 형태는 점차 대형화, 다양화 되고 있는 추세이다. 이와 같이 기후변화에 의한 강도 높은 국지성 집중호우의 영향으로 막대한 인명 및 재산 피해를 주고 있으며, 이를 최소화하기 위한 대안을 마련하기 위해서는 정확한 홍수량 산정과 홍수방지 시설물들이 필요하다. 본 연구에서는 탐진강 하구부의 홍수방어계획 수립을 위해 가상의 분수로 설치 유무에 따른 수리특성을 비교 분석하고자 HEC-RAS모형과 RMA-2모형을 적용하여 모델링을 수행하였다. 먼저 1차원 수리모형인 HEC-RAS모형을 이용하여 탐진강 본류의 홍수위 저하 효과를 검토한 결과 현 상태와 비교했을 때 분수로 설치 시 홍수위가 최대 0.35m저하 되는 것으로 분석되었다. 2차원 수리모형인 RMA-2모형을 적용하기 위해 유한요소망을 구축하고 탐진강 본류 및 분수로의 흐름특성을 분석하였다. 그 결과 분수로 분류 후 탐진강 본류의 유속 및 수위가 저하되는 것으로 나타났으며, 분수로의 유속은 대체적으로 3.0m/s이하로 분석되었다. 분수로 설치 시 탐진강 본류의 홍수량이 일부 감소하나 유사이송능력도 함께 감소하여, 탐진강 하구부 하상퇴적이 예상됨으로 향후 추가적인 연구를 통해 합리적인 홍수방어계획을 제시할 예정이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.115-115
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• 2016

최근 전세계적으로 발생하고 있는 이상기후 현상과 각종 개발 사업으로 인한 불투수면적의 증가로 극한 홍수의 발생빈도가 높아가고 있다. 특히 내수배제 불량으로 인한 도시지역의 침수로 매년 많은 인명과 재산상의 손실이 크게 증가하고 있으며, 홍수피해 저감 및 복구대책으로 많은 국비가 지원되고 있으나 아직까지 예방보다는 복구비에 치중하고 있는 실정이다. 국내에는 상습침수 위험지구가 점차적으로 증가하는 추세이며 이를 점진적으로 해소해나가기 위해서는 도시방재성능 목표 설정에서 목표강우량을 상향으로 설정할 필요가 있다고 본다. 이를 위하여 본 연구에서는 목표강우량을 상향 조정하여 침수해석을 실시하고 침수심을 기준으로 실제호우사상에 대한 침수심과 비교 검토하여 적정성을 확인하려고 한다. 또한 확률강우량의 시간분포는 도시별 유역 규모 및 유출특성, 강우강도 특성 등에 따라 상이한 결과를 보일 여지가 다분하여 실제 침수를 일으킨 강우와 가장 유사한 강우분포를 찾고자 한다. 기존 실무에서 주로 사용되는 Huff 분포와 함께 교호 블럭법, Huff와 교호블럭법을 혼합한 시간분포를 서울지역에 적용하여 대상지역에 적합한 시간분포를 선정하였다. 선정된 시간분포를 바탕으로 내수침수해석을 실시하여 그 결과인 침수심을 기준으로 상향된 목표강우량을 제시하고 도시지역의 적합한 설계강우의 시간분포를 도출하였다. 본 연구를 통해 도시지역의 적합한 강우 시간분포와 방재성능 목표를 설정하는데 기초자료를 제공할 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한교통학회지
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• 제25권6호
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• pp.43-53
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• 2007

기존의 소방도로는 법적 용어가 아닌 편의상 지칭하는 명칭으로 도로교통법이나 지방경찰청장 고시 등에 의한 주 정차 단속구간이 아니다. 이러한 이유로 화재 등 긴급 상황 발생시 소방차량의 현장접근이 늦어져 재산 및 인명 피해가 확대되는 일이 빈번히 발생하고 있다. 본 연구에서는 기존의 애매했던 소방통로의 개념을 보완하고 새롭게 소방통로의 개념을 정립하고자 새로운 용어인 방재경로라는 개념을 도입하였다. 소방차량의 제원 및 지역 특성을 고려한 방재경로 선정기법을 제안하고, 효과적인 운영을 위한 법적 근거 및 지속적인 관리/감독을 위한 전담 관리 부서를 제안하였으며, 서울시 한개 동을 대상으로 한 화재발생 가상시나리오에서는 방재경로를 통한 소방차의 신속한 접근으로 피해가 감소될 수 있는 것으로 나타났다. 방재경로 확보는 각종 재난으로부터 시민을 보다 신속하고 안전하게 보호하기 위한 방안으로서 화재 등 긴급 상황 시 시민의 안전 확보뿐만 아니라, 해당 도로의 주 정차 금지로 인한 도로의 혼잡완화로 향후 시민의 큰 호응을 얻을 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.64-64
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• 2011

최근 전 세계적으로 구제역, 화산, 지진재해 등 장기적이고 광역적인 재해 재난의 심각성을 반영하는 듯 다양한 기술개발과 재난관리 적용성에 관한 연구가 전개되고 있다. 그 가운데 인공위성에 대한 가치와 활용에 대한 기대치가 높아짐에 따라 국내외로 신속한 재난대응 및 광역적 피해지역에 대한 조기분석 등에 관한 다양한 지원체계구축에 대한 연구가 심화되고 있다. 국내에서도 재해 재난에 대한 인공위성의 활용성 및 실무적 대안마련에 대한 검토가 시작되고 있으며, 특히 재해시 영상의 확보 및 분석과 의사결정지원 등 재난관리 프로세스에 대한 정부부처의 활용방안 마련에 대한 기대가 높아지고 있는 가운데 재난총괄기관인 소방방재청은 국립방재연구소에 방재영상분석팀을 신설하였다. 2010년 1월 HAITI 지진피해, 2010년 12월 삼척 산불모니터링, 2011년 1월 포항 폭설피해 등의 재해 재난 분석을 통해 의사결정지원체계를 구축하고 있다. 위성영상 분석기술은 국외기관과 비슷한 실정이나, 본질적으로는 영상촬영 및 수급문제 해소에 있다고 하겠다. 현재, 지구관측센터(KEOC) 및 한국항공우주연구원에서도 이와 같은 수급체계에 대한 문제의식을 공유하고 있다는 점은 재난관리업무 담당자로서 고무적이고 개선에 대한 희망이 밝다. 향후 본 연구를 기반으로 우리나라 재난관리업무에 있어 위성영상을 기반으로 하는 선제적이고 과학적인 재난관리기법이 개발되고 방재분야의 위성영상활용의 위상이 높게 제고 되었으면 한다. 이와 관련하여 본 논문에서는 현재 전 세계적으로 운영되고 있는 인공위성들을 대상으로, 시 공간 해상도별 분포도를 작성하여 인공위성의 특성을 살펴보았다. 특히, 한국항공우주연구원과 소방방재청에서 2010년 10월에 가입한 국제재해관리를 위한 위성영상활용 협력기구인 International Charter에서 재해 재난관련 위성영상 분석 및 현황을 조사하여 재난유형별 활용성을 검토하였다. 마지막으로 조사 분석된 내용을 토대로 위성영상을 통한 재난관리 분야에 적합한 업무 프로세스를 도출하였다. 또한, 재해발생지역에 대한 신속한 위성영상의 확보와 정량적 피해규모 파악에 따른 응급 복구지원이 가능한 대응전략에 대해서 검토하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.90-90
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• 2015

최근 우면산 산사태 및 2011, 2012년 서울, 경기권의 집중호우로 전국에서 홍수피해가 빈번하게 발생하고 있다. 이러한 홍수피해는 기후변화 및 도시화의 영향으로 미래에 더욱 빈번하게 발생할 것으로 전망된다. 홍수피해를 저감하기 위해 기후변화 재해취약성 분석, 방재지구 지정 의무화, 지역별 방재성능목표 설정 등 다양한 홍수 분석방법 및 정책이 수립?운영되고 있다. 하지만, 토지이용 변화 및 토지이용별 공간분포 고려, 미래 국토변화 데이터의 불확실성 저감, 유역단위의 홍수분석 등은 개선할 필요가 있다. 본 연구에서는 현행 기후변화 홍수분석방법 및 정책의 개선사항을 검토하여 국토변화를 고려한 홍수분석 방법을 개발했고, 사례유역을 대상으로 적용했다. 미래 토지이용변화 및 토지의 공간적인 특성을 반영하기 위해 과거 토지이용변화 추세선, 토지이용변화 시나리오 도출, 개발제한 지역 및 입지특성을 고려한 토지이용의 공간적인 특성을 도출하여 미래 토지이용 데이터를 구축하는 방법을 제시했다. 미래 데이터의 불확실성을 저감하기 위해서는 과거 장기 강우데이터와 기후변화 시나리오 데이터를 비교하고, 보정 및 검증을 수행하는 방법을 제시했다. 이렇게 구축된 미래 데이터를 활용하여 일련의 국토변화를 고려한 홍수분석 방법을 제시했다. 홍수분석결과인 최대홍수량이 그 지역의 홍수위험은 아니지만, 현재 대비 미래의 최대홍수량 변화는 홍수 위험과 밀접한 관련이 있다. 본 연구에서 제시된 다양한 방법들을 현행 기후변화 홍수 관련 분석방법 및 정책에 포함하면, 신뢰성있는 데이터를 획득하고 향후 정량화된 홍수위험을 분석하는데 도움이 될 것으로 기대하고 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.637-637
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• 2012

본 연구에서는 내수침수 저감을 위하여 효율적(effective)인 우수저류조 설치에 따른 침수저감효과 극대화 방안을 제시하고자 한다. 여기서 효율성(effectiveness)은 침수저감량의 극대화 측면과 비용의 최소화 측면 두 가지로 구분된다. 최적 방재 시설물의 설치는 단순 설치비용 대비 저감량이 가장 큰 안을 제시하는 것은 의미가 없으며 일정 기준 이상의 방재성능을 발휘하면서 주어진 예산안에서 최적안을 찾아야 하므로 비용의 최소화 측면과 침수 저감량, 즉 맨홀에서의 월류 저감량을 최대화 하는 두 가지의 목적을 동시에 달성해야 한다. 따라서 본 연구에서는 다목적 최적화 알고리즘의 적용을 통하여 우수저류조 최적 설치지점을 선정하는 기법을 제안하였다. 본 연구에 적용한 다목적 최적화 방법으로는 목적함수의 최적해 탐색 효용성 측면에서 우수하다고 평가되고 있는 유전자 알고리즘을 적용하였다. 다목적 최적화의 경우 해의 우열을 판단하기 위한 적합도 함수는 실제 각 목적함수의 적합도 값(real fitness value)이 아닌 해의 상대적인 우열(dominance or non-dominance)에 따라 부여되는 등급(rank)에 의해서 해의 우열이 결정되며 여기서는 Fonseca and Fleming(1993)이 제안한 Ranking method를 적용하여 적합도를 결정하였다. 한편 도시 우수관망의 해석 및 우수저류조 설치에 따른 월류량 분석을 위하여 미 환경청(US Environmental Protection Agency; EPA)에서 제공하고 있는 EPA-SWMM 5.0 engine을 사용하였으며 최적화 알고리즘의 구성을 위하여 Visual C++와 SWMM DLL을 연동하여 사용하였다. 연구 대상유역은 인천 청라지구(3공구)를 대상으로 기법의 적용성을 검토하였으며 저류지 설치에 따른 비용함수는 EPA(2002)에서 제안한 저류지 체적대비 공사비용을 원화로 환산한 후 청라지구의 공시지가를 고려하여 결정하였다. 최적화 기법의 적용 결과 저류지 설치비용에 따라 최대로 월류량을 저감시킬 수 있는 우수저류조 최적 설치위치의 조합(Pareto-front)을 결정할 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.429-429
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• 2011

우리나라는 연중 강우량의 계절적 편중이 심하여 약 2/3이 6월-9월에 집중하는 기상학적 요인과, 국토의 약 70%가 산악지역으로 되어있는 지형학적 요인 등 홍수에 취약한 자연특성을 갖고 있으며, 특히 하천, 도시 저지대, 해안 및 산지에서는 홍수범람, 내부배제 불량, 해일, 산사태 등으로 매년 많은 인명피해와 재산상의 손실이 크게 발생하고 있다. 또한 최근 발생하고 있는 이상기후 현상과 각종 개발사업으로 인한 불투수면적의 증가 등으로 인해서 극한 홍수의 발생빈도가 높아가고 있으나, 기존 수방시설물의 홍수배제능력 부족 등으로 매년 많은 피해를 입고 있는 실정으로, 구조적인 대책만으로는 재해피해를 경감시키는데 한계가 있음을 인식하여 구조적 대책과 더불어 토지이용규제 및 개발규제, 홍수터관리, 홍수예경보 등 비구조적 재해대 비능력 향상이 시급한 현황이다. 우리나라의 경우, 구조적 수방기술의 발전은 비교적 높은 수준에 도달해 있지만, 구조적 대책에 비해 비구조적 대책의 개발 및 적용은 미흡한 형편이므로, 비구조적 홍수대책의 종합적 정비 및 효율적 운영방법 필요하다. 따라서 본 연구에서는 홍수유형별 발생원인별 대표적인 비구조적 홍수대책을 국내외 적용사례를 조사하여 분석하고, 비구조적인 홍수방어대책들에 대한 장단점 및 적용성 등의 정성적 평가를 실시하였다. 국내 여건에 적합한 홍수위험구역 설정방안을 제시하고자, 국내의 다양한 하천공간 확보를 위한 관련규정인 하천구역, 홍수관리구역, 수변구역, 상수원보호구역, 친수구역, 홍수위험구역, 자연재해위험지구, 방재지구 등에 대하여 조사하였으며, 국외 사례로 영국의 홍수위험구역 평가제도, 미국의 홍수터 관리 프로그램, 호주의 하천공간 분류 기준, 일본의 하천공간 설정 기준 등에 대한 고찰을 수행하였다. 또한 국내 홍수보험 제도의 문제점 분석 및 제고방안을 제시하고자, 현재 소방방재청 주관으로 시행되고 있는 풍수해보험제도에 대한 조사 및 분석을 실시하였으며, 미국에서 시행되고 있는 국가홍수보험프로그램, 프랑스의 자연재해보험, 스위스의 자연재해보험풀 제도, 일본의 홍수보험제도에 대하여 심층적인 고찰을 수행하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.17-17
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• 2019

IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) 기후변화 전망보고서에 따르면 RCP 4.5 시나리오 기준, 21세기 전 지구 평균기온은 $2.5^{\circ}C$ 상승(한반도 $+3.0^{\circ}C$)하며, 전 지구 평균강수량은 4.1% 증가(한반도 +16.0%)할 것이라 전망하고 있다(기상청, 2012). 최근 기후변화와 기상이변에 따른 도심지 폭우특성이 변화하고 있음을 많은 연구결과에서 말해주고 있으며, 그 발생 빈도와 강도가 점차 증가하고 있는 추세이다. 특히, 서울시의 경우 인구와 재산이 밀집해 있어 폭우 발생에 의한 시민의 인명과 재산 피해 우려가 크다. 따라서 본 연구에서는 서울시를 대상으로 근미래(~2050년) 기후변화 하에서의 재현기간에 따른 확률강우량 변화 특성을 분석하여 비교 평가한 후 설계 강우량 산정에 활용하고자 하였다. 관측자료 기반 강수량의 변동 특성 분석과 Non-stationary GEV방법을 이용한 비정상성 빈도해석을 수행하였으며, 근미래 폭우특성 변화분석을 위하여 CMIP5 (Coupled Model Intercomparison Project 5)에 참여한 GCMs(General Circulation Models)을 활용한 강우빈도해석을 수행하였다. Mann-Kendall Test와 Quantile Regression을 통한 서울지점 여름철 강수량(June to September)과 기준강수량 초과 강수(30, 50, 80, 100mm/hr), 연간 10th 최대 강수량(Annual Top 10th Precipitation) 등을 분석한 결과 최근 증가 경향이 뚜렷하게 나타났으며, 비정상성 빈도해석에 의한 확률강우량 분석의 가능성과 신뢰성을 확인하였다. 또한 19-GCMs을 통하여 모의된 일(Daily) 단위 강수량자료를 비모수통계적 상세화(Nonparametric Temporal Downscaling) 기법을 적용하여 시간(Hourly) 강우로 다운스케일링하였으며, 서울시 미래 확률강우량에 대한 IDF 곡선(Intensity-Duration-Frequency Curve)을 작성하여 비교?분석한 결과 지속시간 1시간 강우에 대하여 재현기간 30년, 100년 조건에서 확률강우량이 약 4%~11% 수준에서 증가하고 있음을 확인하였다. 본 연구의 결과는 도심지 수공구조물의 설계빈도 영향을 진단하고, 근미래 발생가능한 확률강우량 변화에 따른 시간당 목표 강우량설정의 방법론을 제시하였다는데 의의가 있으며, 서울시의 방재성능목표 설정과 침수취약지역 해소를 위한 기후변화에 따른 수공구조물 설계 시 활용이 가능할 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.302-306
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• 2010

전 세계적으로 진행 중인 지구온난화와 기후변화의 영향으로 우리나라의 강우특성이 변화하고 있다. 이에 기후변화로 인한 재해 발생요인을 감소시키기 위한 다양한 대책을 검토하고 합리적 대책을 제시하여 이상홍수에 대한 대응방안을 수립할 필요가 있다. 본 연구에서는 이상홍수에 대비한 방재대책을 수립하기 위해, 먼저 이상홍수 발생 시 댐과 같은 대규모 수공구조물의 방류로 인해 하류에 위치한 도시에 피해가 미칠 수 있는 유역을 선정하였다. 이후 선정된 시험유역에서의 이상홍수 발생 시나리오를 작성하여 각 시나리오별 이상홍수의 취약성을 평가하고, 마지막으로 시험유역에 다양한 방재대책을 적용해 적용된 방재대책의 재해저감 능력을 분석하여 적절한 방재 개선안을 도출하는 것을 목표로 하였다. 충주댐의 홍수조절 능력을 초과한 홍수발생 시 충주댐 하류에 위치한 주요 도시인 충주 및 여주에 홍수피해 발생 위험이 증가하게 된다. 본 연구에서는 2006년 7월에 발생했던 홍수사상을 분석하고, 2006년 7월의 실측 강우량보다 1.2~1.5배 큰 강우사상과 PMF가 발생할 경우에 대한 모의를 통해 남한강유역의 홍수 취약성을 분석하였다. 분석된 홍수 취약성을 기초로 충주댐 하류지역의 홍수피해를 줄이기 위해 다양한 홍수저감대책을 고려하였다. 홍수저감대책 중 구조적인 방법으로는 댐 상류지역에 홍수조절지를 건설하는 방안, 신규댐을 건설하여 충주댐과의 연계 운영하는 방안, 댐 하류에 강변저류지를 설치하는 방안 및 홍수발생시 파제를 실시하는 방안을 모의하였고 비구조적인 방법으로는 충주댐의 홍수조절능력을 높여주는 가변제한수위 적용방안을 모의하였다. 그 결과 댐 사이의 연계운영이 적절하게 이루어진다면 구조적인 방법 중 하나인 신규댐을 건설하는 방안이 가장 효과적인 홍수저감대책인 것으로 분석되었다.